用於顯示器的視頻圖形陳列彩色信號自動增益調整裝置的製作方法
2023-05-29 21:37:46 2
專利名稱：用於顯示器的視頻圖形陳列彩色信號自動增益調整裝置的製作方法
技術領域：
本發明提供一種自動增益調整裝置，尤其指一種用於顯示器的VGA(視頻圖形陣列(Video Graphic Array))彩色信號自動增益調整裝置。
液晶顯示投影器(LCD projector)常被用來顯示個人電腦的VGA(VideoGraphic Array)顯示卡所產生的RGB彩色信號。由於各個品牌的VGA顯示卡所產生的RGB彩色信號會有幅度上的差異，因此在將液晶顯示投影器搭配不同的電腦來顯示圖像時，常會出現不同的亮度和效果。然而現有的圖像自動增益調整裝置(video automatic gain control)只適用於設有標準參考點的合成圖像信號(Compositive video signal)的處理，對於不具標準參考點的RGB彩色信號則無法適用。
參考
圖1及圖2。圖1為一合成圖像信號10。圖2為一VGA顯示卡所產生的兩個模擬彩色信號20。合成圖像信號10包含有一用來做為亮度參考的亮度同步信號12、一用來做為色度參考的色度同步信號14(3.58MHz)以及一模擬彩色信號16。亮度同步信號12可以被現有的圖像自動增益調整裝置做為參考來將模擬彩色信號16以最佳的範圍轉換成數字彩色信號，但是VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號20則沒有亮度同步信號12，因此沒有辦法用現有的圖像自動增益調整裝置來自動調整其亮度。
因此，本發明的主要目的在於提供一種用於顯示器的自動增益調整裝置和方法，其可將VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號經自動增益調整後轉換成數字彩色信號，以解決上述的問題。
本發明提供一種用於顯示器的自動增益調整裝置，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，該裝置包含一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，並在該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號(overflow signal)；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；其中，當收到該溢位信號時，該參考電壓處理電路會調高該上限參考電壓，以使該模擬數字轉換器能完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
本發明還提供一種用於顯示器的自動增益調整方法，利用一自動增益調整裝置來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，該自動增益調整裝置包括一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，並在該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號(overflow signal)；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓；當該參考電壓處理電路收到該溢位信號時，所述自動增益調整方法調高該上限參考電壓。
本發明另提供一種用於顯示器的自動增益調整方法，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，其包含有利用一模擬數字轉換器並依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，並在該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號；利用一參考電壓處理電路來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；以及當收到該溢位信號時，利用該參考電壓處理電路調高該上限參考電壓，以使該模擬數字轉換器能完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
與現有技術相比，本發明的自動增益調整裝置能使VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號有效地轉換為數字彩色信號。
圖1為一合成圖像信號。
圖2為VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號。
圖3為本發明用於顯示器的自動增益調整裝置的功能方塊圖。
圖4為圖3的處理器調整其上下限參考電壓所用的程序。
圖5為一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號。
圖6為圖5的模擬彩色信號經過一鉗位電路後的輸出。
圖7及圖8顯示本發明的參考電壓處理電路如何調整其上限及下限參考電壓。
請參考圖3。圖3為本發明用於顯示器的自動增益調整裝置30的功能方塊圖。自動增益調整裝置30包含有一鉗位電路(clamper)50、一模擬數字轉換器(Analog to Digital Converter，ADC)32以及一參考電壓處理電路34。自動增益調整裝置30僅將VGA顯示卡所產生的一個模擬彩色信號轉換成數字彩色信號，由於VGA顯示卡產生R、G、B三個模擬彩色信號，因此一個完整的自動增益調整裝置30需要三個鉗位電路50以及三個模擬數字轉換器32來分別處理各個模擬彩色信號，參考電壓處理電路34則可同時處理三個模擬數字轉換器32的上限參考電壓及下限參考電壓。
鉗位電路50用來將由輸入埠48所輸入的一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位(如圖2所示的部位22)鎖定於一預定的基準電位。
模擬數字轉換器(Analog to Digital Converter，ADC)32是用來將由鉗位電路50從埠56輸入的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，將埠56輸入的模擬彩色信號與埠52的上限參考電壓以及埠54的下限參考電壓所形成的參考電壓範圍做比較，以轉換成一數字彩色信號，並由輸出埠46輸出。當輸入的模擬彩色信號的上限電位超過埠52的上限參考電壓時，模擬數字轉換器32在埠42產生一溢位(overflow)信號；而當輸入的模擬彩色信號的下限電位低於埠54的下限參考電壓時，模擬數字轉換器32在埠14產生一借位(underflow)信號。
參考電壓處理電路34用來對模擬數字轉換器32提供上限參考電壓及下限參考電壓，並依據模擬數字轉換器32所產生的溢位信號來調高埠52輸出的上限參考電壓，以及依據模擬數字轉換器32所產生的借位信號來調低由埠54輸出的下限參考電壓，以使模擬數字轉換器32能以最佳的方式將由埠56輸入的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號。
參考電壓處理電路34包含一處理器36、一上限數字模擬轉換器38以及一下限數字模擬轉換器40。處理器36用來接收埠42所輸入的溢位信號以及埠44所輸入的借位信號，並在埠58產生一相對的數字上限信號以及在埠60產生一相對的數字下限信號。上限數字模擬轉換器38用來將處理器36在埠58所產生的數字上限信號轉換成一上限參考電壓，而下限數字模擬轉換器40則用來將處理器36在埠60所產生的數字下限信號轉換成一下限參考電壓。
當自動增益調整裝置30電連接於一VGA顯示卡後，鉗位電路50先將VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定在一個預定的基準電位上，而參考電壓處理電路34則由埠52輸出一個預設的初始上限參考電壓以及由埠54輸出一個預設的初始下限參考電壓，以使模擬數字轉換器32開始轉換由埠56輸入的模擬彩色信號。初始上限參考電壓和初始下限參考電壓是依據鉗位電路50的基準電位而設定的，而其間的差距則比一般VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的平均振幅小。因此，當自動增益調整裝置30開始轉換埠56輸入的模擬彩色信號後，參考電壓處理電路34會不斷地依據模擬數字轉換器32所產生的溢位信號及借位信號來調整其上限參考電壓和下限參考電壓，以使埠56輸入的模擬彩色信號的上下限電位能與參考電壓處理電路34所輸出的上限參考電壓和下限參考電壓相同，此時56輸入的模擬彩色信號就能夠在最好的上限參考電壓和下限參考電壓之下被轉換成數字彩色信號。
請參考圖4。圖4為圖3的處理器36調整其上限參考電壓及下限參考電壓所使用的程序70。在程序70中，假設鉗位電路50已將VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定在2.95V。程序70包含有下列步驟步驟71設定初始上限參考電壓及初始下限參考電壓，如3.5V及3.0V；步驟72檢查是否收到了溢位信號；若否，則跳至步驟75；步驟73檢查上限參考電壓是否已至一預設上限，如3.8V；若是，則跳至步驟75；步驟74將上限參考電壓增加一預設量，如0.01V；步驟75檢查是否收到了借位信號；若否，則跳至步驟72；步驟76檢查下限參考電壓是否已至一預設下限，如2.9V；若是，則跳至步驟72；步驟77將下限參考電壓降低一預設量，如0.01V，跳至步驟72。
請參考圖5及圖6。圖5為一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號80。圖6為信號80經過鉗位電路50的輸出。圖5顯示信號80的振幅為0.6Vp-p，在經過鉗位電路50的處理後，其上下限變為3.55V和2.95V。在此時，如果參考電壓處理電路34的初始上限參考電壓及初始下限參考電壓被設定為3.55V和2.95V，則模擬數字轉換器32就可以完整地將信號80轉換成一數字彩色信號。
請參考圖7及圖8。圖7及圖8顯示本發明的參考電壓處理電路34如何調整其上限及下限參考電壓。圖7顯示參考電壓處理電路34的初始上限參考電壓為3.5V，而初始下限參考電壓為3.0V。由於信號80的82及84部分超出3.5V，而86部分低於3.0V，因此模擬數字轉換器32會在轉換信號80的82及84部分時產生溢位信號，以及在轉換信號80的86部分時產生借位信號。參考電壓處理電路34在收到溢位信號或借位信號時，會立刻調整其上限參考電壓和下限參考電壓。圖8顯示，參考電壓處理電路34已將其上限參考電壓調整為3.51V，以及將其下限參考電壓調整為2.99V。經過重複不斷的調整，參考電壓處理電路34最後會使鉗位電路50從埠56輸入的模擬彩色信號上、下限電位均落入上限參考電壓及下限參考電壓之間，以使模擬數字轉換器32可以完整地將鉗位電路50所傳來的模擬彩色信號80轉換成數字彩色信號。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求書所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的包含範圍。
權利要求
1.一種用於顯示器的自動增益調整裝置，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，該裝置包含一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，並在該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；其中，當收到該溢位信號時，該參考電壓處理電路會調高該上限參考電壓，以使該模擬數字轉換器能完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
2.如權利要求1所述的自動增益調整裝置，其中，所述模擬數字轉換器在所述模擬彩色信號的電位低於所述下限參考電壓時產生一借位信號，而所述參考電壓處理電路在收到該借位信號時，會調低該下限參考電壓，以使該模擬數字轉換器能完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
3.如權利要求2所述的自動增益調整裝置，其中，所述自動增益調整裝置在電連接於所述VGA顯示卡後，所述參考電壓處理電路會輸出一預設的初始上限參考電壓以及一預設的初始下限參考電壓，以使所述模擬數字轉換器開始轉換所述模擬彩色信號。
4.如權利要求3所述的自動增益調整裝置，還包括一鉗位電路，用來將所述VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定於一預定的基準電位，而所述參考電壓處理電路的初始上限參考電壓及初始下限參考電壓依據該鉗位電路的基準電位而設定。
5.如權利要求1所述的自動增益調整裝置，其中，所述VGA顯示卡所產生的彩色信號可為紅色、綠色或藍色信號。
6.如權利要求1所述的自動增益調整裝置，其中，所述顯示器為一液晶顯示投影器。
7.如權利要求2所述的自動增益調整裝置，其中，所述參考電壓處理電路包含一處理器，用來接收所述模擬數字轉換器所產生的溢位信號及借位信號，以及產生一數字上限信號以及一數字下限信號；一上限數字模擬轉換器，用來將所述處理器所產生的數字上限信號轉換成所述上限參考電壓；以及一下限數字模擬轉換器，用來將所述處理器所產生的數字下限信號轉換成所述下限參考電壓。
8.如權利要求7所述的自動增益調整裝置，其中，當收到所述溢位信號時，所述處理器會調高所述數字上限信號，以提升所述上限參考電壓，而當收到所述借位信號時，該處理器會調低所述數字下限信號，以降低所述下限參考電壓。
9.如權利要求7所述的自動增益調整裝置，其中，所述自動增益調整裝置在電連接於所述VGA顯示卡後，所述處理器輸出一預設的初始數字上限信號以及一預設的初始數字下限信號，以產生一初始上限參考電壓以及一初始下限參考電壓，以使所述模擬數字轉換器開始轉換所述模擬彩色信號。
10.一種用於顯示器的自動增益調整方法，利用一自動增益調整裝置來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，該自動增益調整裝置包括一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，並在該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓；當該參考電壓處理電路收到該溢位信號時，所述自動增益調整方法調高該上限參考電壓。
11.一種用於顯示器的自動增益調整方法，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，其包含有利用一模擬數字轉換器並依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，並在該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號；利用一參考電壓處理電路來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；以及當收到該溢位信號時，利用該參考電壓處理電路調高該上限參考電壓，以使該模擬數字轉換器能完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
12.如權利要求11所述的自動增益調整方法，其中，所述模擬數字轉換器在所述模擬彩色信號的電位低於所述下限參考電壓時，產生一借位信號，該方法另包含有當收到所述借位信號時，利用所述參考電壓處理電路調低所述下限參考電壓，以使所述模擬數字轉換器能完整地將所述模擬信號轉換成所述數字彩色信號。
全文摘要
一種用於顯示器的將VGA顯示卡的模擬信號轉換成數位訊號的自動增益調整裝置，包含模擬數字轉換器，依據上限及下限參考電壓將模擬信號轉換成數位訊號，並在模擬信號的電位超過上限參考電壓或低於下限參考電壓時分別產生溢位信號和借位信號；和參考電壓處理電路，對模擬數字轉換器提供上限及下限參考電壓。收到溢位信號或借位信號時，參考電壓處理電路分別調高和調低上限和下限參考電壓，以使模擬信號被有效地轉換成數位訊號。
文檔編號H04N9/64GK1239857SQ9811500
公開日1999年12月29日 申請日期1998年6月19日 優先權日1998年6月19日
發明者簡正邦 申請人:鴻友科技股份有限公司